Проектирование локальной вычислительной сети

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский государственный университет путей сообщения»

(ФГБУ ВПО УрГУПС)

 

 

 

Кафедра «ИТ и ЗИ»

 

 

 

Курсовой проект

По дисциплине: «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации»

На тему: «Проектирование локальной вычислительной сети»

Вариант 1

 

 

 

Выполнил:                                                                Проверил преподаватель:

Студент группы   ПИЭ-519                                                       Паршин К.А.

Бармин А.А                                                                                  

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) –  компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. Государственные сети – сети, используемые в государственных структурах.

По скорости передачи информации ЛВС делятся на: низкоскоростные, среднескоростные и высокоскоростные.

По типу среды передачи ЛВС разделяются на коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Топология – архитектура сети, географическое представление сети на плоскости, отражающее особенности передачи данных (шина, звезда, кольцо).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цели и задачи проекта.

 

В курсовом проекте необходимо спроектировать ЛВС предприятия для информационного обеспечения взаимодействия между отделами.

Целью любого проектирования является выбор варианта наиболее полно удовлетворяющего требованиям заказчика. Глобальными требованиями к ЛВС являются:

1. Количество рабочих мест - N, пгг;
2. Топология;
3. Сетевой протокол;
4. Скорость передачи - V Мбит/с;
5. Срок эксплуатации- Т лет;
6. Сметная стоимость ЛВС - С тыс. руб.

ЛВС представляет собой совокупность узлов коммутации и линий связи, обеспечивающих передачу данных пользователей сети. Поэтому требования могут быть разделены на две части:

• Требования к узлам коммутации;
• Требования к линиям связи

При сопоставлении вышеперечисленных списков 1, 2 и 3 требование определяет к узлам коммутации, а 4 к линиям связи. Показатели 5 и 6 связаны между собой и напрямую зависят от 1,2,3,4.

В результате выполнения курсового проекта выбираемый вариант должен удовлетворять 1-4 требованиям и иметь минимальную сметную стоимость.

В проекте реализуется ЛВС типа Fast Ethernet, в качестве среды передачи данных используется витая пара UTP—5. Узлы коммутации выполнены на коммутаторах (Switch Ethernet). Топология – звезда.

 

 

Задание на проектирование.

Спроектировать локальную вычислительную сеть на этаже производственного здания изображенного в приложении 1, с учетом исходных данных, помещенных в таблице 1.

 

Таблица 1. Количество рабочих мест.

Количество рабочих мест	Кабинет 1	5
	Кабинет 2	7
	Кабинет 3	4
	Кабинет 4	6
Количество портов коммутатора К1		12
Количество портов коммутатора К2		10

 

Локальная вычислительная сеть должна объединить персональные компьютеры пользователей между собой и обеспечить доступ к разделяемому ресурсу, размещенному на сервере.

При проектировании локальной вычислительной сети основные затраты складываются из стоимости кабеля и коммутационного оборудования. Стоимость кабеля принято относить к единице длины (1метр), а коммутационного оборудования к стоимости порта.

При выполнении проекта следует учитывать следующие особенности:

• Кабель продается в бухтах длиной 300 метров;
• Максимальное расстояние от порта коммутатора до сетевой розетки пользователя не должна превышать 90 метров;
• Запрещено размещать кабель на потолках и полах помещений;
• Количество портов коммутаторов и место его расположения определены заданием и их нельзя менять.
• Площадь рабочего места 2м2.
• Кабель прокладывается в кабель-канале, расположенном на расстоянии 1м. от пола.
• Ширина двери 1,5 метра, высота 2,2 метра.
• Толщина стен 500мм. перегородок 150мм.

В процессе проектирования необходимо решить следующие основные задачи:

1. Произвести чертеж плана помещения.
2. Произвести размещение рабочих мест на плане.
3. Построить схему размещения оборудования и кабельной сети на плане.
4. Составить спецификацию оборудования и расходных материалов.
5. Приобрести ПО согласно спецификации предприятия.
6. Произвести расчет кабельной системы.
7. Произвести расчет PDV.
8. Создать 4 подсети.
9. Раздать IP-адреса на все рабочие места.
10. Рассчитать сметную стоимость спроектированной ЛВС.

Сфера деятельности предприятия, согласно варианту  – металлургия.

Описание предприятия

 

Автомобильный транспорт (А.т.) - вид транспорта, осуществляющий перевозку грузов и пассажиров по безрельсовым путям. Основные сферы всё более расширяющегося целесообразного применения А. т. — развоз и подвоз грузов к магистральным видам транспорта, перевозки промышленных и сельскохозяйственных грузов на короткие расстояния, внутригородские перевозки, перевозки грузов для торговли и строительства. На дальние расстояния А. т. перевозит скоропортящиеся, особо ценные, требующие быстрой доставки, неудобные для перегрузки другими видами транспорта грузы. Ныне без А. т. невозможна деятельность ни одной отрасли хозяйства. Автомобильное  предприятие владеет подразделением, которое занимается контролированием документооборота предприятия.  На этаже подразделения  располагаются 4 кабинета( Приложение 1). В каждом кабинете находятся ПК, подключённых к ЛВС и имеющих выход в Интернет.

 

Организация использует следующее программное обеспечение:

• «ОС Windows 7»
• «MS Office 2007»
• 1С:Предприятие 8. Управление Автотранспортом. Проф.

 

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛОКАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛОКАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ.

 

ЛВС подразделяются на два кардинально различающихся класса: одноранговые (одноуровневые или Peer to Peer) и иерархические (многоуровневые) сети.

Одноранговая сеть представляет собой сеть равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя (имя компьютера) и обычно пароль для входа в него во время загрузки ОС. Имя и пароль входа назначаются владельцем ПК средствами ОС.

В локальных иерархических сетях имеется один или несколько специальных компьютеров – серверов, на которых хранится информация, совместно используемая различными пользователями.

Сервер в иерархических сетях – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более). Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются станциями или клиентами.

Локальные компьютерные сети классифицируются по назначению:

• Сети терминального обслуживания. В них включается ЭВМ и периферийное оборудование,  используемое в монопольном режиме компьютером, к которому оно подключается, или быть общесетевым ресурсом.
• Сети, которые объединяют системы автоматизации, проектирования. Рабочие станции таких сетей обычно базируются на достаточно мощных персональных ЭВМ, например фирмы Sun Microsystems.
• Сети, на базе которых построены распределенные вычислительные системы.

Локальные компьютерные сети делятся:

• по классификационному признаку – на кольцевые, шинные, звездообразные, древовидные;
• по признаку скорости – на низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100 Мбит/с), высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);
• по типу метода доступа – на случайные, пропорциональные, гибридные;
• по типу физической среды передачи – на витую пару, коаксиальный или оптоволоконный кабель, инфракрасный канал, радиоканал.

 

 

1.1. Структура локальных компьютерных сетей.

 

Способ соединения компьютеров называется структурой или топологией сети. Сети Ethernet могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), во втором  - имеется центральное специальное устройство (хаб),   от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю.

 

 

        Рис. 1. Сетевая топология «шина»                                                   

 

                                                                                                                                 Рис. 2. Сетевая топология «звезда»

Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.

В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности.

В сети, имеющей структуру типа «кольцо» информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере.

 Переприем производится через  буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца.

 

 

 

       Рис 3. Сетевая топология «кольцо»

Достоинство кольцевой структуры – простота реализации устройств, а недостаток – низкая надежность.

Все рассмотренные структуры – иерархические. Однако, благодаря использованию мостов, специальных устройств, объединяющих локальные сети с разной структурой, из вышеперечисленных типов структур могут быть построены сети со сложной иерархической структурой.

 

 

1.2 Физическая среда передачи в локальных сетях

 

Весьма важный момент – учет факторов, влияющих на выбор физической среды передачи (кабельной системы). Среди них можно перечислить следующие:

• требуемая пропускная способность, скорость передачи в сети;
• размер сети;
• требуемый набор служб (передача данных, речи, мультимедиа и т.д.), который необходимо организовать.
• требования к уровню шумов и помехозащищенности;
• общая стоимость проекта, включающая покупку оборудования, монтаж и последующую эксплуатацию.

Основная среда передачи данных ЛВС – неэкранированная витая пара, коаксиальный кабель, многомодовое оптоволокно. При примерно одинаковой стоимости одномодового и многомодового оптоволокна, оконечное оборудование для одномодового значительно дороже, хотя и обеспечивает большие расстояния. Поэтому в локальных компьютерных сетях используют, в основном, многомодовую оптику.

                   

 

 

 

 

 

    Рис. 4.Кабель с витыми парами                                                             Рис.5. Коаксиальный кабель

 

 

Основные технологии локальных компьютерных сетей: Ethernet, ATM. Технологии FDDI (2 кольца), применявшаяся ранее для опорных сетей и имеющая хорошие характеристики по расстоянию, скорости и отказоустойчивости, сейчас мало используется, в основном, из-за высокой стоимости, как, впрочем, и кольцевая технология Token Ring, хотя обе они до сих пор поддерживаются на высоком уровне всеми ведущими вендорами, а в отдельных случаях (например, применение FDDI для опорной сети масштаба города, где необходима высокая отказоустойчивость и гарантированная доставка пакетов) использование этих технологий все еще может быть оправданным.